水培环境中植物吐水作用对水体养分吸收贡献率测定装置制造方法
【专利摘要】水培环境中植物吐水作用对水体养分吸收贡献率测定装置由培养箱和对照培养箱构成，两箱均设有半球形罩、纱网、通气孔、底盘和单位培养杯，其连接和位置关系均为：半球形罩上设有一个以上的通气孔，通气孔底部和顶部设有纱网，半球形罩底部与底盘连接，底盘上设有两个以上的底盘孔，单位培养杯的数量与底盘孔的数量相等，单位培养杯与底盘孔通过螺纹并密封连接，单位培养杯顶部设有杯孔。不同的是：在对照培养箱的通气孔内还设置干燥剂袋。该装置能够测出植物吐水作用在该水生态环境净化过程中对水体养分吸收贡献率，方便地选择出对水体富营养化净化作用较好的植物用于水生态修复。并能为水体富营养化的控制及生态工程应用提供理论依据。
【专利说明】水培环境中植物吐水作用对水体养分吸收贡献率测定装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水培环境中植物吐水作用对水体养分吸收贡献率测定装置。该装置能检测出植物吐水作用对水中各种养分的吸收量，从而选择出对水体中养分吸收效果好的植物应用于水生态修复中净化水体，还能用于净化机理研究。
【背景技术】
[0002]目前，构建和恢复水生态在富营养化的控制治理措施中，通过种植水生植物或适宜水培的植物来吸收和去除水中的营养元素是一种成本低、有效的水生态修复方法。一般的水体净化效率都是通过一定时间内植物所产生的生物量来研究植物对水体中营养元素的削减量。然而对这些植物的净化效率的研究中，还缺乏对植物特殊功能在水体净化效率中的研究，所述的植物特殊功能是指植物在异于常态的生长环境中为了减弱外界环境对其生理过程的影响而产生的功能。例如，吐水作用。由于蒸腾作用微弱，植物根部吸入的水分从植物的排水器溢出，集成液滴，出现在叶尖或叶缘处，这种现象称为吐水作用。若外界温、湿度较高，高温使根的吸收作用旺盛，湿度大抑制了水分从植物的气孔中蒸散出去，这样，水分只好直接从植物的水孔中流出来。
[0003]现有研究表明植物吐水作用能够有效地提高植物根部对养分的吸收效率。所以，通过测定吐水作用养分吸收贡献率，能选择出对水体富营养化净化作用较强的植物。现有技术只单一地从植物所产生的生物量研究植物对水体中营养元素的削减量，不能区分植物生长和植物吐水作用对水体净化的贡献率。这样会忽略植物特殊功能在水体净化过程中的地位，不利于水体净化技术的多样化及深入化的开发利用。
【发明内容】
[0004]为了克服现有水体净化效率计算中不能区分植物生长和植物吐水作用对水体净化贡献率的不足，本实用新型提供一种水培环境中植物吐水作用对水体养分吸收贡献率测
定装置。
[0005]本实用新型的技术方案是:该装置由培养箱和对照培养箱构成，培养箱和对照培养箱均设置有半球形罩、纱网、通气孔、底盘和单位培养杯，并且分别在培养箱中和对照培养箱中的半球形罩、纱网、通气孔、底盘和单位培养杯的形状、大小、结构、数量均相同、它们的连接和位置关系也均相同，其连接和位置关系是:半球形罩上设置有一个以上的通气孔，通气孔的底部和顶部设置有纱网，半球形罩的底部与底盘密封连接，底盘上设置有两个以上的底盘孔，单位培养杯的数量与底盘孔的数量相等，单位培养杯与底盘孔通过螺纹连接并且密封连接，单位培养杯的顶部设置有杯孔，所述的半球形罩和单位培养杯均为无色透明；对照培养箱与培养箱不同的结构是:在对照培养箱的通气孔内还设置有干燥剂袋。
[0006]所述的单位培养杯上设置有水位刻度标尺。
[0007]本实用新型的工作原理及有益效果是:
[0008]本实用新型培养箱和对照培养箱除对照培养箱的通气孔内设置有干燥剂袋，操作时，需在该干燥剂袋内放置干燥剂，而培养箱的通气孔内没有设置干燥剂袋，操作时无需放置干燥剂外，培养箱和对照培养箱的其余部件的形状、大小、数量、结构、连接关系和位置关系均完全相同，对照培养箱的测定数据作为背景数据扣除，保证了测定水培环境中植物吐水作用对水体养分吸收贡献率的准确性。
[0009]本实用新型中的培养箱和对照培养箱的半球形罩和单位培养杯均为无色透明，使种植在杯内的植物能接受到充足的阳光。
[0010]除在半球形罩上设置有通气孔外，半球形罩为封闭的，半球形罩与底盘连接并密封、以及单位培养杯与底盘的底盘孔通过螺纹连接并密封连接，即可使培养箱和对照培养箱与外界大气相通，又能方便控制箱内的小气候环境。
[0011]培养箱的通气孔内无干燥剂，使培养箱的气压及空气湿度与外界环境保持基本一致；对照培养箱的通气孔的干燥剂袋内放置有干燥剂，使对照培养箱气压与外界空气保持一致，而湿度较外界环境较低。当培养箱和对照培养箱内分别培养相同、且数量也相等的植物，并且放置在相同的外环境条件下进行培养时，由于空气湿度条件的差异，使两种不同培养箱内的植物产生不同的吐水效应。其中放置有干燥剂的对照培养箱内的植物由于空气湿度较低，不会产生吐水作用；而在未放置干燥剂的培养箱内，植物由于空气湿度的变化产生吐水作用。对照培养箱内的植物对水体的作用数据作为植物没有吐水作用因素而对水体养分吸收作出贡献的本底值，在测定计算中扣除，就扣除了植物对水体富营养吸附作用的其它因素，因此，本实用新型能够测定出“植物吐水作用”在该水生态环境净化过程中对水体养分吸收(消减的)贡献率，从而达到明确“植物吐水作用”在该水生态环境净化水体作用的大小，能方便地选择出对水体富营养化净化作用较好的植物，用于水生态修复。并且还能为水体富营养化的控制措施及生态工程应用提供理论依据。
[0012]本实用新型可根据试验需要设置多个重复，设置所需重复数量的单位培养杯数量，及对应的底盘孔数量，能方便满足试验的要求。本实用新型单位培养杯与底盘孔通过螺纹连接，安装和拆卸均方便，本实用新型设计巧妙、结构简单、容易制造、使用简便。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是培养箱的结构示意图。
[0014]图2是对照培养箱的结构示意图。
[0015]图3是底盘的俯视图。
[0016]图4是通气孔的结构示意图。
[0017]图5是单位培养杯的结构示意图。
[0018]图中各标记依次表不:I一培养箱；2—对照培养箱；3—半球形罩；4一纱网；5—通气孔；6—底盘；7—单位培养杯；8—干燥剂袋；9一底盘孔；10—水位刻度标尺；11 一杯孔。
【具体实施方式】
[0019]参见图1-图5，本实用新型所提供的水培环境中植物吐水作用养分吸收贡献率测定装置具体设置了 8个重复，因此，在培养箱I和对照培养箱2内分别设置8个单位培养杯7，相应地，在底盘6上设置有8个底盘孔9，该装置由培养箱I和对照培养箱2构成，培养箱I和对照培养箱2均设置有半球形罩3、纱网4、通气孔5、底盘6和单位培养杯7，并且分别在培养箱I中和对照培养箱2中所述的半球形罩3、纱网4、通气孔5、底盘6和单位培养杯7的形状、大小、结构、数量均相同、所述的在培养箱I中和对照培养箱2中的半球形罩3、纱网4、通气孔5、底盘6和单位培养杯7的连接和位置关系也均相同，其连接和位置关系是:半球形罩3上设置有2个通气孔5，通气孔5的底部和顶部设置有纱网4，半球形罩3的底部与底盘6密封连接(密封连接的目的是防止水培环境如水池、湖泊里的水进入培养箱I和对照培养箱2内)，底盘6上设置有8个的底盘孔9，单位培养杯7为8个，即单位培养杯7的数量与底盘孔9的数量相等，单位培养杯7与底盘孔9通过螺纹连接并且密封连接(密封连接的目的是防止水培环境如水池、湖泊里的水进入培养箱I和对照培养箱2内)，单位培养杯7的顶部设置有杯孔11，所述的半球形罩3和单位培养杯7均为无色透明(无色透明的目的是让种植在单位培养杯7内的植物能够充分吸收阳光)；另外，除在上述对照培养箱2与培养箱I结构完全相同外，对照培养箱2与培养箱I不同的结构是:在对照培养箱2的通气孔5内还设置有干燥剂袋8 (而培养箱I的通气孔5内不设置干燥剂袋8)。
[0020]在上述装置的基础上，还可在所述的单位培养杯7上设置水位刻度标尺10，以方便测量单位培养杯7内水体样品的体积。
[0021 ] 干燥剂袋通常都是透气的，可以用布、纱布或无纺布制成。
[0022]使用本实用新型的具体操作是:
[0023]在培养箱I和对照培养箱2的单位培养杯7中均分别放入相同的、体积也相等的富营养化水体样品，再将相同的植物根部放于富营养化水体样品中，植物的部分茎及全部叶在杯孔11外，并使用密封胶条将杯孔11密封好，两箱(培养箱I和对照培养箱2)中单位培养杯的杯孔11都密封，以减少单位培养杯内的水体样品对半球形罩内空气湿度的影响。将单位培养杯7与底盘密封连接后，将培养箱I和对照培养箱2放于同一水体环境条件下进行培养，如将两种培养箱均放置在同一水池内或同一湖泊内等，并记录开始培养时间T1及其水位V1,经过T2时间培养后，记录T2时间两种培养箱内单位培养杯7内的水位。在T2时间，培养箱I中单位培养杯7内的水位记为V12，对照培养箱2中单位培养杯7内的水位记为V22,植物吐水量的测定通过培养箱I和对照培养箱2中单位培养杯7内的水位差异，并按常规方法测定的植物的平均养分含量(通常是测定植物的N、P含量)，或按常规方法测定富营养化水体样品的平均养分含量(通常是测定富营养化水体样品中的N、P含量)，则水培环境中植物吐水作用对水体养分吸收贡献率的计算公式为:
[0024]
C=(E-CK)/[( AV1-AV2)X(T2-Ti)]
[0025]C:为植物吐水作用对水体养分吸收贡献率，单位为:mg.L i M 1 ,L表示水体体积，h表示时间，即表示在单位水体、单位时间内植物吐水作用对水体养分吸收量(mg)。
[0026]E =T2时间培养箱I中植物的平均养分含量，单位为mg。或T2时间培养箱I中单位培养杯7内富营养化水体样品中的平均养分含量，单位为mg。
[0027]CK =T2时间对照培养箱2中植物的平均养分含量，单位为mg。或T2时间对照培养箱2中单位培养杯7内富营养化水体样品中的平均养分含量，单位为mg。
[0028]E-CK即是在T2时间植物发生吐水作用对植物平均养分的消减量，单位为mg ;或是在T2时间植物发生吐水作用对富营养化水体样品中的平均养分含量的消减量，单位为mg。[0029]所述在T2时间植物发生吐水作用对植物平均养分的消减量即是在T2时间，培养箱
I中植物的平均养分含量与培养箱2中植物的平均养分含量之差，单位为mg。
[0030]所述在T2时间植物发生吐水作用对富营养化水体样品中的平均养分含量的消减量即是在T2时间，培养箱I中单位培养杯7内富营养化水体样品中平均养分含量与培养箱
2中单位培养杯7内富营养化水体样品中平均养分含量之差，单位为mg。
[0031]Λ V1:从T1至T2，培养箱I中单位培养杯7内的水位变化值，Δ V1= V12 - Vp
[0032]Δ V2:从T1至T2，对照培养箱2中单位培养杯7内的水位变化值，Δ V2= V22 —
[0033]Δ V1- Δ V2:从T1至T2，植物发生吐水作用吸收利用的水分体积，该植物发生吐水作用吸收利用的水分体积即是培养箱I中植物吸收利用的水分体积与培养箱2中植物吸收利用的水分体积之差即Λ V1- Δ V2。
[0034]T1:植物开始培养时间，单位为h。
[0035]T2:植物结束培养时间，单位为h。
【权利要求】
1.水培环境中植物吐水作用对水体养分吸收贡献率测定装置，其特征在于:该装置由培养箱(I)和对照培养箱(2 )构成，培养箱(I)和对照培养箱(2 )均设置有半球形罩(3 )、纱网(4)、通气孔(5)、底盘(6)和单位培养杯(7)，并且分别在培养箱(I)和对照培养箱(2)中的半球形罩(3)、纱网(4)、通气孔(5)、底盘(6)和单位培养杯(7)各部件的形状、大小、结构、数量均相同、它们的连接和位置关系也均相同，其连接和位置关系是:半球形罩(3)上设置有一个以上的通气孔(5)，通气孔(5)的底部和顶部设置有纱网(4)，半球形罩(3)的底部与底盘(6)密封连接，底盘(6)上设置有两个以上的底盘孔(9)，单位培养杯(7)的数量与底盘孔(9)的数量相等，单位培养杯(7)与底盘孔(9)通过螺纹连接并且密封连接，单位培养杯(7)的顶部设置有杯孔(11)，所述的半球形罩(3)和单位培养杯(7)均为无色透明；对照培养箱(2)与培养箱(I)不同的结构是:在对照培养箱(2)的通气孔(5)内还设置有干燥剂袋(8)。
2.根据权利要求1所述的水培环境中植物吐水作用对水体养分吸收贡献率测定装置，其特征在于:所述的单位培养杯(7)上设置有水位刻度标尺(10)。
【文档编号】A01G31/02GK203762002SQ201420171104
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】王志远, 付利波, 洪丽芳, 苏帆, 尹梅, 陈华, 陈检锋 申请人:云南省农业科学院农业环境资源研究所